(57)【要約】      （修正有）【課題】動画投影時の色割れを低減するためのデジタルライトバルブを用いた照明装置の制御方法を提供する。【解決手段】少なくとも１つの光源（３）、色配列装置（５）、および複数のビットで制御される光処理素子のアレイから成る単一のライト・バルブ（６）で構成される照明装置を制御する方法において、光源（３）で光ビーム（１１）を発射する工程、カラー光ビーム（１２）を得るために色配列装置（５）によって光ビーム（１１）をフィルタ処理する工程と、およびカラー光ビーム（１２）を１６未満のビット深度で処理する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源（３）、色配列装置（５）、および複数のビットで制御される光処理素子のアレイから成る単一のライト・バルブ（６）で構成される照明装置を制御する方法であって、前記光源（３）で光ビーム（１１）を発射する工程、カラー光ビーム（１２）を得るために前記色配列装置（５）によって前記光ビーム（１１）をフィルタ処理する工程と、および前記カラー光ビーム（１２）を１６未満のビット深度で処理する工程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
当該ビット深度が８よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該ビット深度が１２に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
当該単一のライト・バルブ（６）がデジタル・マイクロミラー・デバイスであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
当該色配列装置（５）が、少なくとも１つの赤色、緑色、および青色のフィルタ（８、９、１０）を有する回転ディスクであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置、特に、使用時にスクリーン、壁などに投影される画像を動かすために振り回されるように作られている照明装置を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置は光源、および光源の前方に置かれる可能性の高いいくつかのいわゆる遮光板を含む回転可能なホイールで構成される機械的ライト・バルブ(light valve)を有することが知られている。
【０００３】
遮光板はここでは概して、中にいくつかの穴を備えるかまたは外へと曲げられた図形を備えて配置された金属などのプレートと定義される。
【０００４】
光源の前方に置かれる遮光板はここでは光源によって発射された光ビームの一部を遮断し、その一方で光ビームの残りは穴もしくは外へと曲げられた図形を通り抜け、スクリーンに投影されることで前記穴もしくは図形の形状の画像を形成する。
【０００５】
上述の照明装置によって投影される画像を変えるために、別の遮光板が光源の前方に位置付けられるまで複数の遮光板を有するホイールを回転させることが可能である。
【０００６】
この装置および方法の不都合は、ホイールの中に設けられることが可能な遮光板の数が極めて限定され（普通は約１２個）、それにより、前記知られている照明装置によって得られることが可能な視覚効果を制限することである。
【０００７】
前記不都合を克服するために、光処理素子のアレイを有するデジタル・ライト・バルブで機械的ライト・バルブを置き換えることが知られている。
【０００８】
そのようなデジタル・ライト・バルブの一般的に使用される範例はデジタル・マイクロミラー・デバイスもしくはＤＭＤであり、それは概して、光源によって発射される光ビームをレンズ上へと反射し、それを通ってビームがスクリーン上に投影される個々のマイクロミラーのアレイとして知られており、それにより、各々のミラーは構築される画像の一画素に対応し、ビームがレンズに向かって反射される姿勢と光ビームがレンズから離れて反射される姿勢との間で個々に切り換えられることが可能である。それゆえに、ミラーがオンスクリーンの姿勢にされるとスクリーン上の対応する画素が照明され、それに対してミラーがオフスクリーンの姿勢にされると対応する画素は未照明を維持する。
【０００９】
プログラム可能なビット・ストリームによってすべてのミラーの姿勢が個々に制御されることが可能であるので、ＤＭＤの使用は、画像の無制限に近い組合せが作り出されて投影されることを可能にする。
【００１０】
特定の知られている実施形態では、光源とデジタル・ライト・バルブとの間に色配列装置が設けられ、そのような色配列装置は赤色、緑色、および青色のフィルタ区分を有するカラー・ディスク、または回転プリズムで構成される。
【００１１】
前記色配列装置が光源の前方で回されると、前記光源によって発射された光ビームはその後、ライト・バルブによって処理される前に色を変える。
【００１２】
色の変化は人間の視覚の認知の時間よりも高速で現れるので、人間の眼は引き続いて投影されるカラー・ビームの平均であるフルカラーの画像を見る。
【００１３】
実際では、スクリーン上に投影される画像の各々の画素は続いて反射される３つのカラー・ビームから成り、各々のカラー・ビームはある一定の時間について投影される。この時間の間に、各々のミラーはオンスクリーンとオフスクリーンの姿勢の間で数回変わることが可能であり、それにより、画素の１つの色のために使用されるカラー・ビームのうちの一部だけがスクリーンに到達する。
【００１４】
特定のミラーがオンスクリーンの姿勢に位置付けられる時間が増すにつれて、その色彩は対応する画素上に明るく現れる。
【００１５】
ミラーの変位はここではビットの配列によって制御され、各々のビットが２通りの可能な値、すなわち０と１を有し、それぞれミラーのオフスクリーンおよびオンスクリーンの姿勢に対応する。特定の色のビームを反射している間にミラーを制御するために使用されるビット配列内に存在するビットの数はここでは、画像の１つの単色が投影される時間中にミラーが変位し得る回数に比例する。変位をプログラムするために使用されるビットが多くなるにつれて色彩のさらに多くの変化が到達させられることが可能となる。
【００１６】
画像の１つの単色の処理の間に１つのミラーの姿勢を制御するために使用される前記ビット数は概してビット深度として知られている。
【００１７】
現在、良好な外見のカラー画像を作り出すために１６のビット深度を使用することは画像投影技術では普通である。
【００１８】
動画の投影で他の重要な品質パラメータはリフレッシュ速度であり、それは画像全体をスクリーン上に投影するためにかかる時間、さらに正確に述べると赤色、緑色、および青色のカラー・フィルタの各々が光源の前方に連続して位置している時間の合計に反比例する。
【００１９】
リフレッシュ速度はここでは人間の視覚の認知よりも高速でなければならず、なぜならばそうでない場合には動画は円滑で連続的な様式で動いていると体験されないからである。
【００２０】
現在、画像のリフレッシュ時間はデジタル・ライト・バルブを有する知られている照明装置の最も重要な欠点であると考えられる。
【００２１】
実際に、１６のビット深度を備えた上述の照明装置では、リフレッシュ速度は人間の視覚の認知時間の約２倍であり、それは照明装置が振り回されるときに十分ではなく、なぜならばそのケースでは、画像の多様な色彩がもはや完全にオーバーレイしなくなるという事実のせいで色割れが生じるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
この色割れを克服するために、色の変更の間の時間、したがって色配列装置を回転させる時間、およびミラーによってカラー・ビームを処理する時間が削減されなければならず、これがまさしく本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的を達成するために、本発明は少なくとも１つの光源、色配列装置、および複数ビットで制御される光処理素子のアレイから成る１つのライト・バルブで構成される照明装置を制御する方法に関連し、その方法は前記光源で光ビームを発射する工程、カラー付き光ビームを得るために前記色配列装置によって前記光ビームをフィルタ処理する工程、および前記カラー光ビームを１６未満のビット深度で処理する工程を含む。
【００２４】
ビット深度は１２に等しいことが好ましい。
【００２５】
本発明による方法の利点は、１６未満、好ましくは１２のビット深度の使用が、画像のリフレッシュ速度を増大させるため、画像を構築する時間を十分に削減することを可能にし、また、画像品質を視覚的に低下させることなく照明装置を振り回すときの色割れを十分に削減することを可能にするということである。
【００２６】
実際に、ビット深度を１６から１２へと下げることが、平均的な人間視聴者によって検出され得る方式で色彩品質を失うことなく、少なくとも人間の視覚認知の３倍のリフレッシュ速度に到達させるために、光処理素子によって光を処理することに必要とされる時間を削減することを可能にすることを研究が示した。
【００２７】
さらに、到達したリフレッシュ速度が、人間の眼から色割れを隠す為には十分に色割れを制限することに出願人は気付いた。
【００２８】
本発明の特徴をさらによく説明するために、使用中に振り回されるように作られている照明装置を制御する本発明による以下の好ましい方法が、いずれかの方式で限定されることのない単なる範例として添付の図面を参照しながら述べられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、光源３が設けられるハウジング２で主に構成される照明装置１を示しており、ハウジング２はその前方に色配列装置５、デジタル・ライト・バルブ６、およびレンズ７を設けられる光ゲート４を有する。
【００３０】
ハウジング２はボール／ソケット継手によって支柱に装着されることが好ましく、その継手は図に示されていないが支柱の視点で照明装置を振り回すことを可能にする。
【００３１】
光源３は高圧キセノン・ランプ、メタル・ハライド・ランプなどといった知られているいずれの光源であることも可能である。
【００３２】
前記色配列装置５はこの場合、回転式カラー・ディスクであり、それは少なくとも３つの区分８、９、および１０に分割され、各々が異なるカラー・フィルタ、特に、赤色、緑色、および青色のカラー・フィルタを含む。
【００３３】
しかしながら、その他のカラー・フィルタ８〜１０が応用されることもやはり可能であること、および各々がＲＧＢフィルタの配列を有する多数の区分に分割されたカラー・ディスクを使用することもやはり可能であることは明らかである。
【００３４】
デジタル・ライト・バルブ６は当該技術でよく知られているデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）で構成されることが好ましい。
【００３５】
そのようなＤＭＤはアレイの光処理素子、特に、全部が個々に少なくとも２つの姿勢の間、すなわちオフスクリーンの姿勢とオンスクリーンの姿勢の間で切り換わることが可能な複数のマイクロミラーを有し、そのミラーの姿勢は複数のビットによって制御される。
【００３６】
上述の照明装置１で画像を投影するために、光ビーム１１が前記光源３によって発射され、色配列装置５によってフィルタ処理され、結果としてデジタル・ライト・バルブ６によって連続して処理されるカラー光ビーム１２が生じる。
【００３７】
カラー・ディスクはここではその軸について回転させられ、それにより、複数のカラー・フィルタが光源の前方に順々に配置され、それにより、光ビーム１１を色付けする。
【００３８】
ここでは回転のスピードは、カラー・フィルタ８〜１０全部が人間の視覚認知時間ΔＴの最大１／３の周期、好ましくは図２に示されるようにΔＴの１／４以下の周期で光源の前方に連続的に配置されるように選択されるべきである。
【００３９】
２つの色の間でカラー・ビームを切り換える間の時間Δｔはこの場合、ΔＴの約１／１２である。
【００４０】
これは、時間的期間Δｔの間にライト・バルブが１つの画像に対応する単色の光ビーム１２を処理しなければならないであろうこと、それにより、導入部で述べられたように、時間Δｔのある一部分の中でそのカラー光ビームがスクリーン上に投影されるように、マイクロミラーがある順序でオンスクリーンとオフスクリーンの間で切り換わらなければならないことを意味する。
【００４１】
本発明によると、時間Δｔの中で複数のマイクロミラーの前記切り換えをプログラムするために使用されるビットの数は１６未満、好ましくは１２に制限される。
【００４２】
言い換えると、マイクロミラーを制御するために使用されるプログラムのビット深度は１６未満、好ましくは１２であり、そのことは各々のマイクロミラーが時間Δｔの間に１２回オンスクリーンとオフスクリーンの間で切り換わることが可能であることを意味する。
【００４３】
ビット深度が小さくなるにつれて、特定のミラーがオンスクリーンもしくはオフスクリーンであるべきように制御され得る時間が不正確になり、したがってスクリーン上に投影され得る色が不正確になる。
【００４４】
品質を保証するために、平均的な視聴者が色彩の減退に気付くことなく許容されるべき最小のビット深度を出願人は調べた。
【００４５】
これらの調査から、８よりも大きいビット深度が示された。
【００４６】
本発明は、範例として与えられ、かつ添付の図面に表現された上述の実施形態にいかなる手段でも限定されることはなく、反対に、照明装置を制御するそのような方法は本発明の範囲内に留まりながら、あらゆる種類の変形例に実現されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による照明装置を概略で表す図である。
【図２】本発明による画像構築のタイム・テーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  照明装置
２  ハウジング
３  光源
４  光ゲート
５  色配列装置
６  デジタル・ライト・バルブ
７  レンズ
８、９、１０  カラー・フィルタ
１１  光ビーム
１２  カラー光ビーム
【図１】
2006189831.tif 000003
【図２】
2006189831.tif 000004